CCN 寺子屋自由研究ラボ理科・実験水性カラーペンの色を分解する(クロマトグラフィー)
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水性カラーペンの色を分解する(クロマトグラフィー)

🔬 理科・実験

水性カラーペンの色を分解する(クロマトグラフィー)

🚀 小4〜6年生向け ★★☆ ⏱ 準備20分 / 実施1〜2時間

水性ペンのインクを紙と水で分け、1色の中にある色のひみつを調べます。

黒や緑などの水性ペンは、1つの色に見えても、実はいくつかの色が混ざっていることがあります。紙に水をしみこませると、インクの成分が水に運ばれます。色によって水にとけやすさや紙へのつきやすさが違うため、移動する距離が変わります。このように混ざったものを分ける方法をクロマトグラフィーといいます。食品や薬品の分析にも使われる、本格的な科学の入り口です。

必要なもの

材料分量代替案
水性カラーペン5色水性サインペン5本
コーヒーフィルター5枚キッチンペーパー5枚
透明カップ5個ガラスびん5個
各カップ20mL、合計100mL水道水100mL
割り箸5膳鉛筆5本
セロハンテープ20cmマスキングテープ20cm
ものさし1本メジャー1本
はさみ1本保護者用カッター1本
記録用紙A4用紙2枚ノート2ページ

手順

1

紙を細長く切る

何をする:インクを分けるための紙を作ります。

どうやる:コーヒーフィルターを幅2cm、長さ10cmの細長い形に5枚切ります。

なぜ:細長い紙にすると、水が上にのぼる様子が見えやすくなります。

2

下から2cmのところに線を引く

何をする:ペンのインクを置く位置を決めます。

どうやる:紙の下から2cmの位置に、鉛筆で薄く横線を引きます。

なぜ:同じ位置から始めると、色の移動距離を比べやすくなります。

3

ペンで点をつける

何をする:調べるインクを紙につけます。

どうやる:鉛筆の線の上に、水性ペンで直径5mmくらいの点を1つつけます。

なぜ:点が大きすぎると色がにじみすぎ、小さすぎると見えにくくなります。

4

カップに水を入れる

何をする:紙に水を吸わせる準備をします。

どうやる:透明カップ5個に水を20mLずつ入れます。

なぜ:水の量を同じにすると、結果を比べやすくなります。

5

紙をつるす

何をする:紙の下だけが水につくようにします。

どうやる:紙の上を割り箸にテープでとめ、紙の下から5mmだけ水につけます。ペンの点は水につけません。

なぜ:点が直接水につくと、インクが水に流れ出てしまいます。

6

水が上がるのを待つ

何をする:水が紙をのぼる様子を見ます。

どうやる:10〜15分待ち、水が上から1cmくらいのところまで来たら取り出します。

なぜ:水がインクを運び、色の成分が距離の違いとして分かれます。

7

乾かして観察する

何をする:紙を乾かして色の分かれ方を見ます。

どうやる:紙を机に置き、10分ほど自然に乾かします。

なぜ:乾くと色の境目が見やすくなり、レポートに貼れます。

8

色の数と距離を記録する

何をする:何色に分かれたか調べます。

どうやる:元の点から一番上の色までの距離をcmで測り、見えた色をすべて書きます。

なぜ:色によって移動距離が違うことを数字で示せます。

観察ポイント・記録の取り方

ペンの色分かれた色一番上までの距離気づいたこと
cm
cm
cm
cm
茶色cm

つまずきやすいポイント

⚠️ ペンの点が水につく

なぜ:インクが水に流れて、紙の上できれいに分かれません。

対処:水につけるのは紙の下5mmだけにします。

⚠️ 油性ペンを使ってしまう

なぜ:油性インクは水にとけにくく、うまく動きません。

対処:必ず水性ペンを使います。

⚠️ 紙を途中で動かす

なぜ:水ののぼり方が乱れて、線が曲がります。

対処:10〜15分は動かさずに観察します。

発展アイデア

  1. 同じ黒ペンでもメーカーを変えて比べる。
  2. 水の代わりに食塩水20mLで試す。
  3. ペンの点の大きさを3mm、5mm、8mmで比べる。

安全上の注意

まとめ方(発表・レポート)

乾いた紙をそのまま貼ると、結果がよく伝わります。

「1色に見えるペンにも、いくつかの色が混ざっていた」と説明しましょう。

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